專(zhuān)利名稱(chēng)：電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的電化學(xué)能量存儲(chǔ)單元。
背景技術(shù)：
已知用于儲(chǔ)存電能的電池(一次儲(chǔ)能器)和蓄電池(二次儲(chǔ)能器)，其由一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)單元構(gòu)成，當(dāng)施加充電電流時(shí)，通過(guò)在電解質(zhì)中或其間的陰極和陽(yáng)極之間的電化學(xué)充電反應(yīng)將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能且儲(chǔ)存，且當(dāng)接通用電負(fù)載時(shí)，通過(guò)電化學(xué)放電反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。在此，一次儲(chǔ)能器基本上只能充電一次，然后在放電之后被丟棄，二次儲(chǔ)能器允許多次(幾百次到超過(guò)10000次)重復(fù)充電和放電。此外注意到，蓄電池有時(shí)也被稱(chēng)為電池，如車(chē)輛電池，公知其經(jīng)受頻繁的充電循環(huán)。近些年，基于鋰化合物的一次和二次儲(chǔ)能器越來(lái)越被重視。其具有高的能量密度和熱穩(wěn)定性，提供恒定的電壓而只有很少的自身放電，且沒(méi)有所謂的記憶效應(yīng)。公知的是，以薄板的形式制造能量存儲(chǔ)器且特別是鋰電池和鋰蓄電池。針對(duì)于Graz工業(yè)大學(xué)的無(wú)機(jī)化學(xué)技術(shù)的試驗(yàn)的K. -C. Moeller博士和M. Winter博士的 2005年2月的講義“一次和可再次充電的鋰電池(Primare Und wiederauf Iadebare Lithium-Batterien) ”示出例如憑證或者甚至智能卡式的鋰離子聚合物單元。該講義示例性地示出鋰離子單元的工作原理。對(duì)于這樣的單元，陰極和陽(yáng)極材料、電極和分隔物以薄膜的形式通過(guò)合適的方式設(shè)置(堆疊)，且被包裝在由連接材料制成的包覆薄膜中，其中，電源引線(xiàn)在單元的邊沿上側(cè)向凸出。特別地，由插入金屬(銅)制成的電流聚集薄膜首先被置于由石墨制成的兩個(gè)陽(yáng)極薄膜之間且層積，然后由插入金屬(鋁)制成的兩個(gè)電流聚集薄膜以相同的方式分別被置于由LiCo02制成的兩個(gè)陰極薄膜之間且層積。在此，陰極薄膜分別具有陽(yáng)極薄膜的一半的容量。然后，陽(yáng)極的薄膜三層體被層積在兩個(gè)分隔薄膜之間，最后在該包裹體上層積半陰極的兩個(gè)薄膜三層體。然后，這樣的單元取出且干燥，由lMLiC104 在1 1的碳酸乙烯酯二甲基乙烯酯制成的電解質(zhì)浸濕，且被焊入鋁復(fù)合薄膜。且盡管如此，電流聚集薄膜的各延長(zhǎng)段在一側(cè)上穿透焊縫，且向外凸出作為端子或者電源引線(xiàn)。在EP 1 475 852A1中也描述了類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。這里，在陽(yáng)極側(cè)上提供兩個(gè)薄膜三層體，在陰極側(cè)上提供三個(gè)薄膜三層體，分別以交替的方式被布置，且通過(guò)分隔薄膜彼此分隔。通過(guò)改變陽(yáng)極-陰極對(duì)的數(shù)量可以根據(jù)需求調(diào)整這樣單元的容量。此外，該結(jié)構(gòu)與前述講義中的結(jié)構(gòu)的不同之處在于向外引出的電流導(dǎo)體。且雖然在此不是電流聚集薄膜的每個(gè)延長(zhǎng)部被聚合且一同穿透焊接縫向外引出，而是電流聚集薄膜的端部在包覆薄膜內(nèi)聚合且通過(guò)連接件如垂直穿透包覆薄膜的鉚釘與位于包覆薄膜上的桿狀電源引線(xiàn)連接。在包覆薄膜內(nèi)在包覆薄膜與各電極的疊加的端部之間提供被鉚接的金屬塊作為支座。此外，在包覆薄膜與電源引線(xiàn)或者金屬塊之間內(nèi)外地布置和鉚接有絕緣材料。位于外部的電源引線(xiàn)再次在平面單元的邊沿處凸出。在EP 1 562 242 A2中，提供由電流聚集薄膜端部分隔的、桿狀電源引線(xiàn)，該電源引線(xiàn)在包覆薄膜內(nèi)已經(jīng)與電流聚集薄膜的端部連接，且穿透包覆薄膜的焊接縫向外引出。在此，桿狀電源引線(xiàn)選擇性地在平面單元的一個(gè)邊沿處或者相對(duì)的另一個(gè)邊沿處凸出。然而，該文獻(xiàn)對(duì)于形成電源引線(xiàn)的貢獻(xiàn)小于對(duì)于避免形成分隔薄膜褶皺的貢獻(xiàn)。如在EP 1 562 242 A2中，在沒(méi)有說(shuō)明明確的技術(shù)基礎(chǔ)或者技術(shù)實(shí)現(xiàn)的情況下，平面單元在單元的相對(duì)的邊沿處的接觸是非常規(guī)的。在EDP應(yīng)用中，卡式小電池通常被插入彈簧或者多刀開(kāi)關(guān)中，在其中順序地接觸。相反地，若將多個(gè)平面單元堆疊至一個(gè)單元包裝，如要求更高的驅(qū)動(dòng)電壓和容量的汽車(chē)電池，則通常會(huì)在一側(cè)上錯(cuò)接單個(gè)電池單元，如在 WO 2008/128764 Al、WO 2008/128769 AU W02008/128770 AU W02008/128771 Al 或者 JP 07-282841 A中所示出的。若與固定功能聯(lián)系在一起，平面單元在單元的相對(duì)的邊沿處的接觸可以是有利的。如在EP 1 562 242 A2中，電源引線(xiàn)是桿狀的，未提供圍繞由桿狀的電源引線(xiàn)限定的軸線(xiàn)的位置穩(wěn)定性，且電源引線(xiàn)的穩(wěn)固性即可能的固定力很小。同樣地，若上述其他文獻(xiàn)中示出的條狀電源引線(xiàn)中的一個(gè)從其處在相對(duì)的邊沿上凸出，不產(chǎn)生所期望的位置穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供平的電化學(xué)電池單元，其在滿(mǎn)足引取電流功能的同時(shí)可以位置穩(wěn)定地保持在電池單元相對(duì)的邊沿上。該目的通過(guò)權(quán)利要求1的特征實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明的有利改進(jìn)方案構(gòu)成了從屬權(quán)利要求的主題。 根據(jù)本發(fā)明的電能存儲(chǔ)單元被構(gòu)建成具有有源部分，該有源部分設(shè)置為且適用于儲(chǔ)存從外部導(dǎo)入的電能以及向外部提供儲(chǔ)存的電能；薄膜材料制成的外殼，以氣密和不透液的方式包圍有源部分；以及與有源部分連接的至少兩個(gè)電源引線(xiàn)，其設(shè)置為且適用于將來(lái)自外部的電流導(dǎo)入有源部分以及向外部提供有源部分所提供的電流，其中，由所述外殼包圍的部分以大致平行六面體的形式呈棱柱狀結(jié)構(gòu)，其在第一空間方向上的延伸基本小于在另外兩個(gè)方向上的延伸，使得基本上限定了彼此相對(duì)的基本上平行的兩個(gè)平面以及連接所述兩個(gè)平面的四個(gè)窄面，且其中，第一和第二電源引線(xiàn)平行于所述兩個(gè)平面的面在相反的方向上從兩個(gè)相對(duì)的窄面從所述外殼凸出。從窄面凸出的第一和第二電源引線(xiàn)沿著所述窄面的延伸量大于所述窄面的長(zhǎng)度的一半。特別地，從窄面凸出的第一和第二電源引線(xiàn)沿著所述窄面的延伸量為所述窄面的長(zhǎng)度的至少三分之二，優(yōu)選為窄面的長(zhǎng)度的至少四分
__ O通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的具有足夠長(zhǎng)度的相對(duì)的電源引線(xiàn)，使得平面電池單元接觸相對(duì)的邊沿和令人滿(mǎn)意的固定性成為可能。該可能的固定力足以將所述單元穩(wěn)定地保持在其位置上，且保持其狀態(tài)。若所述單元被懸掛地布置，第一和第二電源引線(xiàn)相對(duì)于各窄面例如被偏心地布置是有利的。重力用于基礎(chǔ)位置的限定，通過(guò)電源引線(xiàn)的延伸可以承受角偏差。相反地，若所述單元被布置成大致平放，則提供中心的布置。若從窄面凸出的第一和第二電源引線(xiàn)基本上在所述窄面的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸，則固定是最穩(wěn)定的，且被傳入所述電池單元的力和力矩最小。外殼優(yōu)選由層積的薄膜構(gòu)成，該薄膜以氣密和不透液的方式包圍電極和分隔層構(gòu)成的疊層。特別地，外殼由第一絕緣層、導(dǎo)體層和第二絕緣層構(gòu)成，其中，絕緣層優(yōu)選由塑料構(gòu)成，且導(dǎo)體層優(yōu)選由鋁或者鋁合金或者其他金屬或者其他金屬合金構(gòu)成。通過(guò)這種方式， 外殼可以滿(mǎn)足不同的功能和特性，例如可焊接性，機(jī)械堅(jiān)固性，電磁屏蔽性，對(duì)抗來(lái)自外部的液體、蒸汽和氣體的密封性，特別是對(duì)抗水、水蒸汽和空氣，以及對(duì)抗來(lái)自?xún)?nèi)部的酸和電解質(zhì)的耐久性。特別地，所述外殼被構(gòu)建成具有至少一個(gè)焊縫，優(yōu)選具有兩個(gè)沿著相對(duì)的窄面延伸的焊縫，更加優(yōu)選地具有在所述兩個(gè)平面上遠(yuǎn)離地延伸的焊縫或者沿著第三窄面延伸的焊縫，或者外殼具有兩個(gè)部分薄膜，所述部分薄膜沿著窄面焊接在一起。一個(gè)實(shí)施方式被實(shí)施為所述電源引線(xiàn)中的至少一個(gè)具有位于外殼內(nèi)的內(nèi)部分和位于外殼外的外部分，其中，電源引線(xiàn)的內(nèi)部分與存儲(chǔ)單元的有源部分連接。特別地，所述至少一個(gè)電源引線(xiàn)穿透外殼的焊縫。該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了所述電池單元特別光滑和平坦的輪廓?？商鎿Q地，電源引線(xiàn)的至少一個(gè)位于外殼的外側(cè)上，穿透外殼與有源部分接觸。該結(jié)構(gòu)更堅(jiān)固。所述電池單元可以被構(gòu)建成電源引線(xiàn)的至少一個(gè)在凸出區(qū)域中具有至少一個(gè)孔。電源引線(xiàn)的至少一個(gè)在凸出區(qū)域中也可以具有多個(gè)孔，其中，至少一個(gè)孔的直徑優(yōu)選不同于其他孔的直徑。此外，一個(gè)電源引線(xiàn)可以在凸出區(qū)域中具有在寬度方向上的至少一個(gè)孔，另一電源引線(xiàn)該位置上不具有在凸出區(qū)域中的孔。通過(guò)這種布置，一方面可以平行于電源引線(xiàn)的表面定中心和實(shí)現(xiàn)防止滑動(dòng)的附加固定，另一方面可以實(shí)現(xiàn)對(duì)極性的編碼，以避免顛倒極性的安裝。本發(fā)明適用于通過(guò)各種電化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存電能和提供電能的所有類(lèi)型的電能存儲(chǔ)單元?；旧洗_定所述電池單元的厚度的有源部分的特別平的實(shí)施方式通過(guò)化學(xué)活性材料、導(dǎo)電材料和分隔材料合適地成層的層積結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)。因此，有源部分可以具有多個(gè)兩種類(lèi)型的電極，其中，第一類(lèi)型的電極通過(guò)分隔層與第二類(lèi)型的電極分隔，其中，第一類(lèi)型的電極和第二類(lèi)型的電極分別相互連接，且與電源引線(xiàn)的一個(gè)連接。特別地，本發(fā)明適用于基于鋰離子的原電池，優(yōu)選二次電池單元。有利地，所述電池單元抽成真空，使得可以保持有源部分免受空氣和濕氣的影響。從下文參考附圖的描述中，本發(fā)明的上述和其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更為明顯。


附圖中圖1為本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式的存儲(chǔ)單元的透視圖；圖2為圖1所示存儲(chǔ)單元的沿著圖1所示的面II的剖面圖；圖3為圖1和圖2所示存儲(chǔ)單元的沿著圖2所示的線(xiàn)III的細(xì)節(jié)的放大圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方式的存儲(chǔ)單元的俯視圖；圖5為圖4所示的存儲(chǔ)單元沿著圖4所示的面V部分切開(kāi)的側(cè)視圖；圖6為圖4和圖5所示的存儲(chǔ)單元的在未完成裝配狀態(tài)下的視圖。注意，附圖是示意性的，且僅示出了用于理解本發(fā)明的特征。還應(yīng)注意，在附圖中給出的尺寸和大小比例僅為了清楚，而不應(yīng)被理解為是受限制的或者必須的。特別地，在相比其他空間方向的一些方向上的尺寸被明顯放大。
具體實(shí)施例方式在圖1至圖3中，示出鋰離子蓄電池單元100作為根據(jù)本發(fā)明的電能存儲(chǔ)單元的第一優(yōu)選實(shí)施方式。其中，圖1為蓄電池單元100的透視總圖，圖2為沿著圖1所示的點(diǎn)劃線(xiàn)形成的面II的在箭頭所指方向上看的縱剖面圖，圖3為通過(guò)在圖2所示的點(diǎn)劃線(xiàn)所給出細(xì)節(jié)III的放大的視圖。如圖1所示，電池單元100基本具有棱柱狀的基體2和兩個(gè)片狀電源引線(xiàn)4、6。基體2容納有未在圖1中示出的存儲(chǔ)單元100的有源部分，且基體2的長(zhǎng)度為L(zhǎng)、 寬度為W、厚度為T(mén)?？梢源_定的是，厚度T明顯小于寬度W和長(zhǎng)度L。在所示出的具體實(shí)施方式
中，寬度W小于長(zhǎng)度L。但這不是必須的；長(zhǎng)度L可以基本等于寬度W，或者長(zhǎng)度L可以小于寬度W。電源引線(xiàn)4平行地位于基體2的平面2'上，且借助于緊固件16a、16b在邊緣區(qū)域內(nèi)被固定在基體2上，使得其在長(zhǎng)度L的方向上凸出基體2的量為L(zhǎng)4(參看圖幻。在電源引線(xiàn)4與基體2之間布置有絕緣板20a。電源引線(xiàn)4在基體2的寬度方向上具有的寬度為W4，該寬度小于寬度W，但是大于寬度W的一半。此外，電源引線(xiàn)4在基體2的寬度方向上以E4的量偏心地被布置。如電源引線(xiàn)4，電源引線(xiàn)6平行地位于基體2的同一平面上，且借助于緊固件16c、 16d在電源引線(xiàn)4所在的邊緣區(qū)域的對(duì)面邊緣區(qū)域內(nèi)被固定在基體2上，使得其與電源引線(xiàn) 4相反在長(zhǎng)度方向上凸出基體2的量為L(zhǎng)6 (參看圖2)。在電源引線(xiàn)6與基體2之間布置有絕緣板20b。電源引線(xiàn)6在基體2的寬度方向上具有的寬度為W6，該寬度小于寬度W，但是大于寬度W的一半。此外，電源引線(xiàn)6在基體2的寬度方向上以E6的量偏心地被布置。在所示的實(shí)施方式中，電源引線(xiàn)6的寬度B6、凸出量L6和偏心量E6與電源引線(xiàn)4的寬度B4、 凸出量L4和偏心量E4 —樣。應(yīng)理解，根據(jù)使用情況和裝配情況的變型方式中，可以使用不同的尺寸。電源引線(xiàn)4在其自由凸出部分中具有通孔30，電源引線(xiàn)6在其自由凸出部分中具有通孔31?？梢栽谕?0、31中置入相應(yīng)的栓，所述栓使得電池單元在長(zhǎng)度L和寬度W的方向上不滑動(dòng)，且避免了在厚度T的方向上圍繞軸扭轉(zhuǎn)，且提高了接觸性。因此，在電源引線(xiàn)4中的通孔30的位置不同于在電源引線(xiàn)6中的通孔31的位置。通孔30的直徑與通孔 31的直徑不同。由于通孔30和31的不對(duì)稱(chēng)的位置和不同的直徑使得為防止顛倒極性而對(duì)裝配方向進(jìn)行編碼成為可能。在變型方式中，在每個(gè)電源引線(xiàn)上可以有多個(gè)通孔。在其他變型方式中，也可以通過(guò)不同的孔直徑實(shí)現(xiàn)對(duì)裝配方向的編碼。在其他變型方式中，也可以在電源引線(xiàn)4、6中提供槽、缺口、切角、倒圓，或者電源引線(xiàn)4、6具有不同的寬度、凸出量或者偏心量。蓄電池單元100的結(jié)構(gòu)通過(guò)圖2所示的縱剖面視圖變得更清晰。圖2所示的縱剖面沿著在厚度T和長(zhǎng)度L的方向上延伸的平面獲得，且穿過(guò)緊固件16a、16c。如圖2所示，單元100的基體2基本上由有源塊8構(gòu)成，有源塊與其他的構(gòu)件一同被包覆薄膜10所包圍。在相對(duì)的側(cè)面上，陽(yáng)極側(cè)的引線(xiàn)腳12a、12b和陰極側(cè)的引線(xiàn)腳Ha、14b、Hc在長(zhǎng)度方向上從有源塊8中伸出。陽(yáng)極側(cè)的引線(xiàn)腳12a、12b在一側(cè)上被聚合在一起，且被布置在絕緣板22與內(nèi)部電流聚集軌(Stromsammeischiene)〗^之間，有源塊8被布置在絕緣板 22上，陰極側(cè)的引線(xiàn)腳14a、14b、Hc在另一側(cè)上被聚合在一起，且被布置在絕緣板22與內(nèi)部電流聚集軌24b之間。有源塊8與引線(xiàn)腳12a、12b、14a、14b、14c、陽(yáng)極側(cè)的電流聚集軌 24a和陰極側(cè)的電流聚集軌Mb以及絕緣板22 —起被包覆薄膜10所包圍。該包覆薄膜被焊接在合適的位置且被抽成真空。陽(yáng)極側(cè)的電流聚集軌2 借助于穿過(guò)包覆薄膜10的緊固件16a、16b與電源引線(xiàn) 4固定連接。同樣地，陰極側(cè)的電流聚集軌24b借助于穿過(guò)包覆薄膜10的緊固件16c、16d 與電源引線(xiàn)6固定連接。在所示的實(shí)施方式中，緊固件16a、16b、16c、16d是鉚釘，由導(dǎo)電材料制成且確保穩(wěn)固、無(wú)損壓入和層間電路接通。絕緣板20a、20b和絕緣板22 (如需要時(shí))用于密封緊固件16a、16b、16c、16d的穿透位置。為了避免陽(yáng)極側(cè)的緊固件16a、16b與陰極側(cè)的緊固件16c、16d之間通過(guò)包覆薄膜 10短路，提供絕緣套26a至沈(1。絕緣套26a至沈(1在絕緣板20a、20b、包覆薄膜10和絕緣板22的區(qū)域中被布置在緊固件16a、16b、16c、16d的桿部上。在所示的實(shí)施方式的變型中， 若緊固件16a、16b、16c、16d的桿部具有絕緣的表面層，則可以舍棄絕緣套26a至^d。通過(guò)在縮小的桿部直徑處加熱絕緣套263至沈山絕緣套26a至26d可以與緊固件16a、16b、 16c、16d的桿部無(wú)損連接。在其他變型方式中，絕緣板22具有圍繞用于緊固件16a至16d 的穿透開(kāi)口的軸環(huán)狀的凸起部，該凸起部凹入在絕緣板20a、20b的側(cè)面上的相應(yīng)凹口中， 且將包覆薄膜10從緊固件16a至16d的桿部處擠開(kāi)。凸起部和和凹口也可以是相反布置。有源塊8基本上由不同薄膜的薄板構(gòu)成，且包覆薄膜10由多層構(gòu)成，如在圖3中以陽(yáng)極端的放大視圖更確切地示出的。也就是說(shuō)，有源塊8由三個(gè)陰極層36a、36b、36c和兩個(gè)陽(yáng)極層44a、44b構(gòu)成，陰極層與陽(yáng)極層交替，且在其之間分別布置有分隔薄膜。每個(gè)陽(yáng)極層44a、44b具有兩個(gè)陽(yáng)極活性(anodenaktiv)薄膜40、40和被布置在之間的電流聚集薄膜(Stromsammelfolie)42，電流聚集薄膜42引入陽(yáng)極側(cè)的引線(xiàn)腳12a、12b中的一個(gè)。每個(gè)陰極層36a、36b、36c具有兩個(gè)陰極活性(kathodenaktiv)薄膜32、32和被布置在之間的電流聚集薄膜34，電流聚集薄膜34引入陰極側(cè)的引線(xiàn)腳14a、14b、14c中的一個(gè)。在所示的實(shí)施方式中，陰極活性薄膜32 由鋰金屬氧化物或者鋰金屬化合物構(gòu)成，陽(yáng)極活性薄膜40由石墨構(gòu)成，以及分隔薄膜由多微孔電解物構(gòu)成。在所示的實(shí)施方式中，陰極側(cè)的電流聚集薄膜34由鋁構(gòu)成，陽(yáng)極側(cè)的電流聚集薄膜42由銅構(gòu)成。此外，有源塊的第一層和最后層為陰極層，其中，第一層和最后層分別具有位于其間的陽(yáng)極和陰極層的一半容量。應(yīng)理解，在改進(jìn)方案中，可以根據(jù)單元的所希望的容量而選擇不規(guī)則數(shù)量的陰極和陽(yáng)極層。包覆薄膜10具有三層，其不但確保足夠的機(jī)械堅(jiān)固性，又確保對(duì)電解質(zhì)材料的抗性以及好的電和熱絕緣性。因此，包覆薄膜10以公知的方式具有由熱塑性塑料如聚乙烯或者聚丙烯構(gòu)成的內(nèi)層10'、由金屬如鋁構(gòu)成的中層10"，以及由塑料如聚酰胺構(gòu)成的外層 10"‘。然而，包覆薄膜10的結(jié)構(gòu)不僅限于本發(fā)明的組成。對(duì)于用于制造有源塊8的示例性制造方法，由兩個(gè)陰極活性或者陽(yáng)極活性薄膜構(gòu)成的相同長(zhǎng)度的層首先通過(guò)更長(zhǎng)的電極薄膜或者電流聚集薄膜層積，浸入液態(tài)電解質(zhì)中， 且使其干燥。然后，已層積、浸入和干燥的陰極和陽(yáng)極層這樣交替地與其之間的分隔薄膜分別布置使得一側(cè)上的陰極層的電流聚集薄膜和另一側(cè)上的陽(yáng)極層的電流聚集薄膜分別凸出，且層積在一起。在一變型的制造方法中，也可以首先將中間陰極層層積在兩個(gè)分隔薄膜中，然后兩個(gè)陽(yáng)極層在兩側(cè)被層積在該核心疊層上，然后再層積在兩個(gè)分隔薄膜之中，最后層積上最外面的兩個(gè)陰極層。同樣地，可以考慮其它流程。在圖4至圖6中示出作為根據(jù)本發(fā)明的電能存儲(chǔ)單元的第二具體實(shí)施方式
的鋰離子蓄電池單元200。在此，圖4為蓄電池單元200的俯視圖，圖5為圖4所示的面V中的蓄電池單元的側(cè)視圖，以及圖6以透視圖的方式示出單元200的未完成裝配狀態(tài)。大體上， 在該實(shí)施方式中使用與第一實(shí)施方式相同部件，且相同的部件具有相同或者對(duì)應(yīng)的參考標(biāo)記。此外，大體上，如不是另外給出或者技術(shù)上明顯地不可行，則針對(duì)第一實(shí)施方式的實(shí)施可以用于本實(shí)施方式。如圖4所示，本實(shí)施方式的蓄電池單元200同樣具有主體2，和兩個(gè)在相對(duì)的方向上從主體凸出的電源引線(xiàn)4、6。在該圖中以虛線(xiàn)示出包括在主體2中的有源塊8。蓄電池單元200的結(jié)構(gòu)通過(guò)在右側(cè)在中間平面V剖開(kāi)的圖5所示的側(cè)視圖而更清楚。在此，視線(xiàn)對(duì)應(yīng)于圖4所示的箭頭。與第一實(shí)施方式的蓄電池單元100的不同之處在于本實(shí)施方式的單元200的電源引線(xiàn)4穿透主體2的外殼進(jìn)入其內(nèi)部。這可以通過(guò)由下包覆薄膜IOa和上包覆薄膜IOb 構(gòu)成的外殼而實(shí)現(xiàn)，在大致在主體2的厚度T的一半處延伸的環(huán)形焊縫46處焊接下包覆薄膜和上包覆薄膜。電源引線(xiàn)4通過(guò)該焊縫6以氣密和不透液的方式進(jìn)入主體2的內(nèi)部。從有源塊8中凸出的陽(yáng)極層兩個(gè)引線(xiàn)腳lh、12b與電源引線(xiàn)4連接。本實(shí)施方式的單元200 的有源塊8的結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施方式的有源塊的結(jié)構(gòu)。然而，對(duì)應(yīng)于電源引線(xiàn)4的對(duì)稱(chēng)布置的引線(xiàn)腳12a、12b在厚度的方向上根據(jù)其在有源塊8中的位置從上部和從下部接觸電源引線(xiàn)4，因此電源引線(xiàn)4也用作為陽(yáng)極側(cè)的電流聚集軌。在本實(shí)施方式的一變型中，引線(xiàn)腳12a、12b首先在電流聚集軌中被聚合，電流聚集軌在外殼10中與電源引線(xiàn)4連接。相同的方式也適用于電源引線(xiàn)6和陰極側(cè)的引線(xiàn)腳14a、14b、14c。圖6示出根據(jù)示例性的制造方法的本發(fā)明的第二實(shí)施方式的單元200在未完成裝配狀態(tài)下的透視圖。其示出完成層積的薄膜堆疊8如何置于經(jīng)剪切的下包覆薄膜IOa之上，薄膜堆疊8具有與電源引線(xiàn)4導(dǎo)電連接的兩個(gè)陽(yáng)極側(cè)引線(xiàn)腳12a、12b，以及與電源引線(xiàn) 6導(dǎo)電連接的三個(gè)陰極側(cè)引線(xiàn)腳14a、14b、14c。接下來(lái)在制造的下一步流程中放置上包覆薄膜10b，內(nèi)部空間被抽成真空，且兩個(gè)包覆薄膜10a、10b以合適的氣密和不透液的方式與電源引線(xiàn)4、6以合適的方式焊接在一起。合適的粘接和抽真空方法是公知的，不是本發(fā)明的組成部分。當(dāng)對(duì)于第二實(shí)施方式提供兩個(gè)包覆薄膜10a、IOb時(shí)，兩個(gè)包覆薄膜在環(huán)形焊縫46 處與在內(nèi)側(cè)處相互疊加的薄膜邊緣焊接在一起，該布置不是必需的?；蛘撸性磯K8也可以與引線(xiàn)腳12a、12b、Ha至14c以及電源引線(xiàn)4、6位于內(nèi)部的部分一起被置于單一包覆薄膜中，該包覆薄膜僅三側(cè)焊接。在本實(shí)施方式中，焊縫沿著單元200的長(zhǎng)側(cè)面被形成為使得薄膜邊緣的內(nèi)側(cè)相互疊加。這不是必需的，而是也可以提供重疊的焊縫形式，使得在單元200 縱向延伸的窄側(cè)薄膜邊緣不脫離。如圖4所示，對(duì)于第二實(shí)施方式，編碼和定中心的方式為在電源引線(xiàn)4、6中提供通孔30a至30d。更確切的說(shuō)，在電源引線(xiàn)4中提供有通孔30a、30b，通孔30a至30d在寬度的方向上被對(duì)稱(chēng)地布置，且在電源引線(xiàn)6中提供有通孔30c、30d，通孔30c、30d在寬度的方向上被不對(duì)稱(chēng)地布置。注意，同樣也可以考慮對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施方式的布置和變型。對(duì)于該具體的實(shí)施方式，電源引線(xiàn)4、6在單元200的幾乎整個(gè)寬度上對(duì)稱(chēng)地延伸。 注意，同樣也可以考慮對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施方式的與此相關(guān)的布置和變型。同樣地，在此示出的布置也可以用于第一實(shí)施方式。在所述實(shí)施方式中描述了鋰離子二次儲(chǔ)能器(蓄電池)類(lèi)型的電能存儲(chǔ)裝置。然而本發(fā)明可以以任何類(lèi)型的方式用于電能存儲(chǔ)裝置。本發(fā)明可以用于一次儲(chǔ)能器(電池)。 同樣地，用于儲(chǔ)存和提供電能的電化學(xué)反應(yīng)的類(lèi)型不局限于鋰金屬氧化反應(yīng)；而是單個(gè)存儲(chǔ)單元可以基于任何合適的電化學(xué)反應(yīng)。附圖標(biāo)記列表
100,200蓄電池單元
2主體
2'平面
4電源引線(xiàn)(陽(yáng)極側(cè))
6電源引線(xiàn)(陰極側(cè))
8有源塊
10包覆薄膜
10' 、10" 、10"‘10的層
IOaUOb上包覆薄膜、下包覆薄
12a,12b引線(xiàn)腳(陽(yáng)極側(cè))
14a、14b、14c引線(xiàn)腳(陰極側(cè))
16a 至 16d鉚釘(緊固件)
20a、20b外絕緣板
22內(nèi)絕緣板
24a、24b電流聚集軌
26a 至 26d絕緣套
30、30a、30b、301:、30c、30d、314、6 中的通
32陰極材料制成的薄膜
34導(dǎo)電材料制成的薄膜
36a、36b、36c陰極層
38分隔薄膜
40陽(yáng)極材料制成的薄膜
42導(dǎo)電材料制成的薄膜
44a、44b陽(yáng)極層
46焊縫
應(yīng)明確注意，上述列表是本說(shuō)明書(shū)的一§部分。
權(quán)利要求
1.一種電能存儲(chǔ)單元，具有有源部分，其設(shè)置為且適用于儲(chǔ)存從外部導(dǎo)入的電能及向外部提供儲(chǔ)存的電能；薄膜材料制成的外殼，以氣密和不透液的方式包圍所述有源部分；以及與所述有源部分連接的至少兩個(gè)電源引線(xiàn)，其設(shè)置為且適用于將來(lái)自外部的電流導(dǎo)入所述有源部分及向外部提供所述有源部分所釋放的電流，其中，由所述外殼包圍的部分為大致平行六面體形式的棱柱狀結(jié)構(gòu)，其在第一空間方向上的延伸量基本小于在另外兩個(gè)空間方向上的延伸量，使得基本上限定了彼此相對(duì)的基本上平行的兩個(gè)平面，及連接所述兩個(gè)平面的四個(gè)窄面，以及其中，所述第一和第二電源引線(xiàn)平行于所述兩個(gè)平面的面在相反的方向上從兩個(gè)相對(duì)的窄面從所述外殼凸出，其特征在于，從窄面凸出的所述第一和第二電源引線(xiàn)沿著所述窄面的延伸量大于所述窄面的長(zhǎng)度的一半。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，從窄面凸出的所述第一和第二電源引線(xiàn)沿著所述窄面的延伸量為所述窄面的長(zhǎng)度的至少三分之二，優(yōu)選為至少四分之__。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述第一和第二電源引線(xiàn)中的至少一個(gè)被布置成相對(duì)于各窄面是偏心的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述第一和第二電源引線(xiàn)中的至少一個(gè)相對(duì)于各窄面被布置在中心。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，從窄面凸出的所述第一和第二電源引線(xiàn)基本在所述窄面的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述外殼優(yōu)選由層積的薄膜構(gòu)成，該薄膜以氣密和不透液的方式包圍電極和分隔層構(gòu)成的疊層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述外殼由第一絕緣層、導(dǎo)體層和第二絕緣層構(gòu)成，其中，絕緣層優(yōu)選由塑料構(gòu)成，且導(dǎo)體層優(yōu)選由鋁或鋁合金或其他金屬或其他金屬合金構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述外殼具有至少一個(gè)焊縫，優(yōu)選具有兩個(gè)沿著相對(duì)的窄面延伸的焊縫，更加優(yōu)選地具有在所述兩個(gè)平面的一個(gè)上延伸離開(kāi)的或者沿著第三窄面延伸的焊縫。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述外殼具有兩個(gè)部分薄膜，所述兩個(gè)部分薄膜沿著所述窄面焊接在一起。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述電源引線(xiàn)中的至少一個(gè)具有位于所述外殼中的內(nèi)部分，以及位于所述外殼外的外部分，其中，所述電源引線(xiàn)的內(nèi)部分與所述存儲(chǔ)單元的有源部分連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述電源引線(xiàn)的至少一個(gè)穿過(guò)所述外殼的焊縫。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述電源引線(xiàn)的至少一個(gè)位于所述外殼的外側(cè)上，且穿過(guò)所述外殼與所述有源部分接觸。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述電源引線(xiàn)的至少一個(gè)在凸出區(qū)域中具有至少一個(gè)孔。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述電源引線(xiàn)的至少一個(gè)在凸出區(qū)域中具有多個(gè)孔，其中，所述孔中的至少一個(gè)優(yōu)選具有不同于其他孔的直徑。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述電源引線(xiàn)的一個(gè)在凸出區(qū)域中具有在寬度方向的一個(gè)位置的至少一個(gè)孔，在該位置上其他電源引線(xiàn)在凸出區(qū)域中不具有孔。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，通過(guò)各種電化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存和提供電能。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，其為原電池，優(yōu)選為二次化學(xué)電池。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述有源部分具有兩個(gè)類(lèi)型的多個(gè)電極，其中第一類(lèi)型的電極通過(guò)分隔層與第二類(lèi)型的電極分隔，其中第一類(lèi)型的電極和第二類(lèi)型的電極各自相互且與所述電源引線(xiàn)連接。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，每個(gè)電極為具有化學(xué)活性材料的至少兩個(gè)層和導(dǎo)電材料的至少一個(gè)層構(gòu)成的且以電解材料浸泡的疊層，其中，導(dǎo)電材料層的長(zhǎng)度大于各化學(xué)活性材料層且在所述疊層的一側(cè)上凸出，其中，電極疊層與位于其間的各分隔層被布置且優(yōu)選被層積為一種類(lèi)型的電極的導(dǎo)電材料層在一側(cè)上凸出且相互連接，另一種類(lèi)型的電極的導(dǎo)電材料層在相對(duì)的一側(cè)上凸出且相互連接。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，至少一個(gè)所述電極的化學(xué)活性材料具有鋰化合物。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，至少一個(gè)所述電極的化學(xué)活性材料具有石墨。
22.根據(jù)權(quán)利要求19至21中任一項(xiàng)所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述分隔層具有電解材料。
23.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電能存儲(chǔ)單元，其特征在于，所述有源部分被抽真空。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的電能存儲(chǔ)器單元具有設(shè)置為且適用于儲(chǔ)存由外部提供的電能及向外部釋放所儲(chǔ)存的電能的有源部分；由薄膜材料構(gòu)成的外殼，其以氣密且不透液的方式包圍有源部分；以及至少兩個(gè)電源引線(xiàn)，其與有源部分連接，且設(shè)置為和適用于從外部向有源部分提供電流及從有源部分向外部釋放電流，其中被外殼包圍的部分以大致平行六面體的形式呈棱柱狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在第一空間方向上的延伸程度低于在其他兩個(gè)空間方向上的延伸程度，且大致限定了兩個(gè)相對(duì)的平行平面和連接兩個(gè)平面的四個(gè)窄面，且其中第一和第二電源引線(xiàn)平行于所述兩個(gè)平面的面從兩個(gè)彼此相對(duì)的窄面在相反方向上伸出外殼。第一和第二電源引線(xiàn)沿著所述窄面的凸出程度大于窄面長(zhǎng)度的一半。
文檔編號(hào)H01M10/0585GK102292846SQ201080005613
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月26日
發(fā)明者克勞斯-魯珀特·洪門(mén)塔勒, 瓊·凱瑟, 蒂姆·謝弗 申請(qǐng)人:鋰電池科技有限公司